Базальт – одна из самых твёрдых и долговечных пород, используемых в строительстве. Он встречается в дорогах, железных дорогах, мостах и бетонных зданиях. Но дробить базальт непросто. Его высокая твёрдость и абразивность быстро изнашивают детали дробилок. Если вы не спланируете всё тщательно, ваши эксплуатационные расходы будут высокими, а установка будет часто простаивать.
Это руководство покажет вам, как спроектировать дробильную установку для базальта с использованием трёхстадийного процесса. Вы узнаете правильное оборудование для каждой стадии, как организовать компоновку установки и какой список оборудования нужен для разных целевых производительностей.
Почему базальт трудно дробить
Базальт – вулканическая порода с твёрдостью по Моосу 5–7 и прочностью на сжатие до 300 МПа. Это делает его намного твёрже известняка или других осадочных пород. Порода содержит твёрдые минералы, такие как пироксен и оливин. При дроблении эти минералы действуют как наждачная бумага на металлические части ваших дробилок, вызывая сильный износ.
Из-за этого нельзя использовать любую дробилку для базальта. Многие операторы на собственном горьком опыте убедились, что использование неправильного оборудования приводит к частой замене деталей и потерям производства.
Трёхстадийный процесс дробления
Правильно спроектированная дробильная установка для базальта использует три стадии: первичное дробление (крупное), вторичное дробление (среднее) и третичное дробление (мелкое / производство песка). Каждая стадия имеет свою задачу, и оборудование для каждой стадии разное.
Стадия 1: Первичное дробление (щековая дробилка)
Первая стадия перерабатывает самые крупные базальтовые валуны. Сырой базальт из карьера может достигать 1200 мм. Щековая дробилка является стандартным выбором здесь.
Как это работает: Неподвижная и подвижная щеки сжимают породу до её разрушения. Выходной размер обычно составляет 150–200 мм.
Почему щековая дробилка подходит для базальта: Щековые дробилки созданы для работы с твёрдыми и абразивными материалами. У них глубокая камера дробления, и они используют сжатие, что более подходит для твёрдой породы, чем ударная сила. Щековые плиты изготавливаются из высокомарганцовистой стали для стойкости к износу. На установке производительностью 200 т/ч первичной дробилкой часто является щековая дробилка PE-750×1060.
Если ваша производительность очень высока (более 1000 т/ч), вам может потребоваться конусная гирационная дробилка вместо щековой. Но для большинства средних и крупных базальтовых установок щековая дробилка работает хорошо.
Стадия 2: Вторичное дробление (конусная дробилка)
Вторая стадия принимает материал размером 150–200 мм от щековой дробилки и уменьшает его до 40–80 мм. Конусная дробилка здесь – лучший выбор.
Как это работает: Вращающийся броневой конус (подвижный) прижимает породу к неподвижной чаше (неподвижному конусу). Это сжимающее действие разрушает породу по естественным границам зёрен.
Почему конусная дробилка подходит для базальта: Конусные дробилки используют принцип слоевого дробления. Порода разрушается о другую породу, а не только о металл. Это снижает износ деталей дробилки по сравнению с роторными дробилками. Для большей производительности многие установки используют комбинацию конусной дробилки с одним гидроцилиндром, за которой следует многогидравлическая конусная дробилка. Такая схема распределяет нагрузку и даёт лучшую форму частиц. На установке 200 т/ч вторичной дробилкой часто является конусная дробилка CH440 или CS250.
Стадия 3: Третичное дробление (VSI пескоделательная машина)
Третья стадия производит конечный продукт. Она принимает материал 40–80 мм от конусной дробилки и придаёт ему форму однородных кубовидных частиц. VSI (вертикально-ударная дробилка) является стандартным выбором.
Как это работает: Высокоскоростной ротор разгоняет породу и бросает её о стальную камеру или о другие частицы породы. Это действие разрушает и формирует материал в чистые кубовидные частицы с очень небольшим количеством плоских или вытянутых кусков.
Почему VSI подходит для базальта: Конструкция «камень о камень» использует сам материал для саморазрушения. Это обеспечивает низкие затраты на износ по сравнению с традиционными роторными дробилками с билами. Некоторые установки могут производить искусственный песок фракции 0–5 мм на этой стадии, который является хорошей заменой природному песку в бетоне и асфальте.
VSI также улучшает форму частиц более крупных фракций (5–20 мм). Кубовидные заполнители лучше уплотняются в бетоне и асфальте, что означает более прочные дороги и здания.
Дополнительное оборудование
Помимо трёх основных дробилок, полная дробильная установка для базальта нуждается в дополнительном оборудовании.
Вибрационный питатель: Устанавливается перед щековой дробилкой. Он равномерно подаёт породу в дробилку и предотвращает заторы. Колосниковая решётка может удалять мелкие камни и грязь перед попаданием в дробилку, что снижает износ щековых плит.
Вибрационный грохот: Устанавливается после каждой стадии дробления для разделения материала по размеру. Многоярусный грохот может производить несколько фракций одновременно (например, 0–5 мм, 5–10 мм, 10–20 мм, 20–30 мм). Перекрупнённый материал возвращается в дробилку для повторного прохода. Это называется замкнутым циклом и обеспечивает стабильное качество продукта.
Ленточные конвейеры: Соединяют все машины. Количество и длина конвейеров зависят от компоновки вашей площадки. Типовая установка использует 8–10 конвейеров.
Песчаная мойка (опционально): Если вам нужен чистый песок для бетона или раствора, добавьте спиральную или колесную пескомойку после VSI. Она удаляет избыток мелочи и улучшает качество продукта.
Система пылеподавления: Дробление базальта создаёт много пыли. Система водяного распыления или рукавный фильтр необходимы для соблюдения экологических требований и безопасности рабочих.
Компоновка установки
То, как вы организуете своё оборудование, так же важно, как и само оборудование. Хорошая компоновка снижает затраты на транспортировку материалов, экономит место и облегчает техническое обслуживание.
Выбор между стационарной и мобильной установкой
Сначала решите, нужна ли вам стационарная или мобильная установка.
Стационарная установка: Лучше для долгосрочных операций (более 5–10 лет), где забой карьера не сильно перемещается. Стационарные установки имеют более низкие эксплуатационные расходы и более высокую производительность.
Мобильная установка (на колёсах или гусеницах): Лучше для краткосрочных проектов или карьеров, где источник породы перемещается. Мобильные установки могут быть передислоцированы между площадками и собраны за несколько часов без бетонных фундаментов.
Для большинства коммерческих карьеров базальта стационарная установка является лучшим выбором из-за высоких начальных вложений и длительного срока службы месторождения.
Типовые компоновки в зависимости от производительности
| Производительность | Типовая конфигурация |
|---|---|
| 50–100 т/ч | Щековая дробилка + Конусная дробилка + Вибрационный грохот |
| 100–300 т/ч | Щековая дробилка + Гидравлическая конусная дробилка + Система грохочения |
| 300–800 т/ч | Щековая дробилка + Многогидравлическая конусная дробилка + VSI пескоделательная машина |
| 800+ т/ч | Крупная стационарная или модульная установка (гирационная первичная) |
Принципы компоновки
Имейте в виду следующие принципы при проектировании компоновки.
Централизованная компоновка: Разместите все три дробилки в одном здании. Это сокращает длину конвейеров и использование земли. Также операторам легче перемещаться между машинами. Эта компоновка лучше всего работает на ровной местности.
Ярусная компоновка: Разместите оборудование на разных уровнях. Например, щековую дробилку на верхнем уровне, конусную дробилку на среднем уровне, а VSI на нижнем уровне. Материал течёт вниз под действием силы тяжести между стадиями, уменьшая потребность в длинных конвейерах. Это экономит энергию и снижает затраты на оборудование.
Компоновка открытого карьера (децентрализованная): Разместите первичную дробилку рядом с забоем карьера, а вторичные/третичные дробилки ближе к складу готовой продукции. Это сокращает расстояние перевозки самосвалов, но требует больше конвейеров.
Полный список оборудования
Вот примерный список оборудования для базальтовой дробильной установки производительностью 200 т/ч.
| Стадия | Оборудование | Модель | Основные характеристики |
|---|---|---|---|
| Питание | Вибрационный питатель | GZD-1100×4200 | 15 кВт, колосники |
| Первичное дробление | Щековая дробилка | PE-750×1060 | 110 кВт, выход 150–200 мм |
| Вторичное дробление | Конусная дробилка (одноцилиндровая) | CS250 или CH440 | 132 кВт, выход 40–80 мм |
| Третичное дробление | VSI пескоделательная машина | VSI-1140 | 200 кВт, выход 0–30 мм |
| Грохочение | Вибрационный грохот (4-ярусный) | 4YK-2460 | 30 кВт, 4 фракции |
| Конвейеры | Ленточные конвейеры | B1000 | 8–10 единиц |
| Песчаная мойка (опционально) | Спиральная пескомойка | LX-1500 | 15 кВт |
Для меньшей производительности (100 т/ч) можно уменьшить размеры моделей. Для большей производительности (500+ т/ч) вам понадобятся более крупные модели или несколько параллельных установок.
Особые соображения для базальта
Поскольку базальт очень абразивный, вы должны уделить особое внимание изнашиваемым деталям.
Используйте высокомарганцовистую сталь для щековых плит и конусных броней. Такие марки, как Mn18Cr2 или Mn22, обеспечивают в 2–3 раза больший срок службы, чем стандартная Mn13.
Используйте принцип слоевого дробления. Конусные дробилки, использующие дробление «камень о камень», вызывают меньший износ, чем роторные дробилки.
Избегайте роторных дробилок для вторичного дробления базальта. Некоторые установки используют роторную дробилку из-за более низкой цены покупки. Но била изнашиваются очень быстро на базальте. Со временем затраты на замену намного превышают экономию от более низкой цены. Конусная дробилка дороже изначально, но значительно дешевле в эксплуатации.
Планируйте запасные части. Держите на площадке запасные щековые плиты, конусные брони и изнашиваемые детали VSI. Одна изношенная деталь может остановить всю установку.
Распространённые ошибки при проектировании
Использование роторной дробилки для вторичного дробления. Это самая распространённая ошибка. Била изнашиваются за дни или недели, а не за месяцы.
Отсутствие предварительного грохочения перед щековой дробилкой. Мелочь и грязь должны удаляться до попадания в дробилку. Они вызывают ненужный износ щековых плит и снижают производительность.
Недостаточно места для склада продукции. Склады продукции требуют места. Если вы не спланируете это, вам придётся часто отвозить готовый материал, что увеличивает затраты.
Неправильные углы конвейеров. Конвейеры, установленные слишком круто, приводят к сползанию материала назад. Слишком пологие конвейеры приводят к накоплению материала. Используйте рекомендуемый производителем угол для базальта.
Заключение
Проектирование дробильной установки для базальта требует тщательного планирования. Вам нужен трёхстадийный процесс: щековая дробилка для первичного, конусная для вторичного и VSI для третичного дробления и формовки. Вы также должны выбрать правильную компоновку и спланировать высокий износ. С правильным оборудованием и компоновкой ваша дробильная установка для базальта сможет производить высококачественный заполнитель в течение многих лет. Всегда отдавайте предпочтение конусным дробилкам перед роторными для твёрдого базальта. И держите запасные изнашиваемые детали под рукой, чтобы избежать незапланированных простоев.